运动对老年人肌肉力量影响的研究进展*

沈李彬沈 娴张蕴琨

（1.南京体育学院，江苏 南京 210014；2.南京市体育运动学校，江苏 南京 210001）

运动对老年人肌肉力量影响的研究进展*

沈李彬1沈 娴2张蕴琨1

（1.南京体育学院，江苏 南京 210014；2.南京市体育运动学校，江苏 南京 210001）

许多研究对衰老机体肌肉力量减退及其相关的老龄化疾病进行了探索，对老年人肌肉力量下降的发生机制有了一定认识，并认为运动锻炼是预防和改善肌肉力量减退、肌肉量流失的有效途径。文章就近年来对老年人肌肉力量减退的相关研究进行整理，综述力量训练与民族传统体育运动对老年人肌肉力量的影响，为老年人群的体育锻炼提供借鉴与参考。

肌肉力量;老年人;运动

肌肉力量的减退严重影响着老年人群的健康，由肌肉力量减退引发的一系列代谢性疾病以及骨质流失问题逐渐成为社会关注的问题。然而，目前有关增龄性肌肉力量减退发生机制的研究仍处于探索阶段。老年人群肌肉蛋白代谢的影响因素众多，当前的研究主要集中于两方面：一方面，通过动物实验探索增龄过程中肌肉蛋白的代谢规律；另一方面，通过人体运动实验与营养补充实验探索实用的预防性措施。本文从主要从肌肉力量减退对老年人健康的影响、老年人肌肉力量水平的下降及其机理、运动对老年人肌肉力量的干预效果三个方面对相关研究进行综述。

1 肌肉力量减退对老年人健康的影响

1.1 肌肉力量减退与老年人的身体活动能力

肌肉或肌群以特定速率收缩产生的最大力量称为肌肉力量。国内外研究[1-2]显示，上、下肢肌肉力量下降对老年人身体活动能力有直接影响，55岁以上的部分人很难完成持续慢跑400米或负重11公斤，80岁以上的多数人日常活动不能自理，容易出现因步态不稳而摔倒、上下楼需要搀扶、不能独自外出等情况。老年人群发生较高频率的跌倒与肌肉力量的减退有关，尤其是老年人下肢肌肉力量的减退。下肢肌肉力量减退还会使老年人在跌倒后更易发生骨折或其他损伤。此外，老年人的肌肉力量减退的同时常伴有自身平衡能力、柔韧性的下降，所以，老年人跌倒几率较高，肌肉力量减退不利于老年人身体活动能力。

1.2 肌肉力量减退与老年人的骨质疏松

老年人的骨质疏松与自身肌肉活动量减少有关。骨骼肌的收缩是维持骨骼结构的必要条件，体内的骨矿物质含量对运动强度、频率具有敏感性。肌肉收缩时引起骨骼局部受到的挤压加剧，可使成骨细胞活性增强，继而促进骨骼生长。肌肉的收缩力随肌原纤维数量的增加而增大，骨骼所受的压力负荷与肌肉量成正比[3]。所以，肌肉力量训练可增加相应部位骨骼的矿物质含量以及减缓骨矿物质的流失。当老年人因肌肉力量减退而导致运动受限，骨生成障碍，易发生骨质疏松，逐渐进入“越不运动骨质越脆弱”的恶性循环。

1.3 肌肉力量减退与老年人的机体脂质代谢变化

骨骼肌是人体最大的能量代谢器官，肌肉活动减少与肌肉力量减退可进一步导致老年人患上代谢性疾病的风险增加。研究显示，人体 80岁时骨骼肌含量的下降幅度可达40%[4]，由于这一过程中常伴有脂肪比例的上升，所以体重仍会呈现保持或上升趋势。肌肉萎缩患者的新陈代谢、胰岛素敏感度更容易受脂肪细胞的直接影响[5]，衰老骨骼肌中的修复细胞卫星细胞也有可能转变为脂肪[6]。所以，老年人肌肉活动的减少不仅会使肌肉力量减退，还会引起机体脂质代谢异常，从而导致老年人患有肥胖症以及其相关疾病，严重者会进一步导致体内低密度脂蛋白与甘油三酯的浓度增加，患冠心病的风险也大大增大[7]。

2 老年人肌肉力量水平的下降及其机理

2.1 老年人肌肉力量水平的变化

肌肉是人体最先开始衰老的器官，国外研究显示，人体肌肉力量20岁以后逐渐达到峰值，30-50岁之间肌肉力量水平相对稳定，50岁后基本每十年下降12-15%，65岁以上的老年人肌肉力量明显下降，从50至80岁，人体肌肉力量的下降总幅度达到30%，且四肢力量的下降较为突出[8]。我国男性与女性的力量水平分别在35岁、40岁达到峰值，此后力量水平随年龄增长呈现不断下降的趋势，60岁后，男性与女性握力水平的下降幅度达到23.1%和20.2%[9]。

总的来看，肌肉流失现象从40岁左右开始出现，之后每十年人体肌肉量平均流失5%，65岁后加速流失[10]。60岁以上老年人每年肌肉质量失去0.5%-1%，老年人肌肉力量减退常被忽视，直到肌肉无力妨碍正常功能活动并导致摔倒。以下肢主要肌群为例，肌肉力量的下降趋势如图1[11]。

缺乏运动或一定时间的骨骼肌废用，会导致骨骼肌出现一定程度的萎缩，并伴有肌肉功能的衰退。与老年人相比，不经常进行运动的年轻人在定期锻炼后，肌肉量与肌肉功能可更快恢复到肌肉衰退前的水平，而老年人肌肉功能的衰退常伴随肌纤维数量与运动单位的减少，这是人体肌肉力量随年龄增长而发生变化的趋势。而与同龄人相比，经常从事运动锻炼或从事体力工作的人，肌肉量流失的速度较慢，并且年轻时肌肉量越多，肌肉量流失现象出现的时间就越晚，肌肉量的流失也越少。基于对中老年人的肌肉力量测试结果，有学者建议将50岁视为预防肌肉力量减退的关键年龄[12]。

图1 50岁以上人群下肢主要肌群肌肉力量下降趋势

2.2 老年人肌肉力量下降的机理

近年来，增龄性肌肉量丢失的发生机制以及预防肌肉量减退已成为研究的热点问题，许多研究者从多方面对衰老机体肌肉力量减退进行了探究。

肌肉力量减退的发生机制非常复杂，增龄性的肌肉力量减退与肌肉横断面面积有关，肌肉力量减退现象表现最明显的是最大肌肉力量和爆发力的减退[13]。研究发现，运动单位与运动神经元的数量会随年龄增长而萎缩减少[14]，运动单位的减少是老年人肌肉力量下降的主要原因，尤其是Ⅱ型肌肉老化程度更为明显，有人认为这可能是部分Ⅱ型肌纤维向Ⅰ型肌纤维转化所致。刘宇等[15]发现，机体老化对肌肉爆发力的影响比对最大肌肉力量的影响更大，这证实了老年人群存在快缩肌纤维比例萎缩，日常生活中慢缩肌活动比例增加的趋势。早期研究认为，肌肉力量的减退主要是由于肌肉量减少所致，而与神经肌肉连接的改变无关[16]。

肌肉横断面与运动神经单元减少并非肌肉量流失的唯一原因，李文惠等[17]指出，肌肉减少症是机体衰老过程中多因素综合作用的结果，激素水平、活性氧氧化、细胞凋亡、中枢及外周神经系统神经支配、蛋白质摄入与消耗均为其影响因素。有研究[18]显示，老年人的骨骼肌对较低浓度氨基酸的敏感性下降，进而引起“蛋白质合成抵抗”，即蛋白质合成代谢速率减缓，表现为骨骼肌含量的流失与肌肉力量的减退。作者认为，“蛋白质合成抵抗”也只是现象，而老年人蛋白质合成代谢相对减弱的原因包括以下几方面：消化吸收能力的减弱、膳食总量的减少、膳食结构中蛋白总量的不足、体内激素水平的变化以及身体活动的减少等。这些个体间的差异和多因素的相互叠加，使对老年人蛋白代谢负平衡状态的机制研究变得复杂。有学者[19]采用氨基酸注射的方式绕过老年人内脏（肠、胃、消化道）吸收的环节，直接观察肌肉蛋白对氨基酸的吸收情况，结果显示，注射氨基酸后，老年人肌肉蛋白的合成代谢水平仍然较年轻人低。虽然目前对“蛋白质合成抵抗”原因进行的探究尚无确切定论，但有研究显示，老年人局部肌肉蛋白合成相较于年轻人减少20%-30%，而蛋白水解标志物却增加 50%[20]。这说明，老年人的蛋白质负平衡状态既包括蛋白质分解加速，也包括合成量的减少，因而老年人蛋白负平衡状态的表现极为明显，且这种趋势发展迅速。最近的研究[21]还发现，老年人骨骼肌毛细血管的减少也是肌肉量流失的原因之一，它会使血液中的氧、激素和营养素在体内扩散受到限制，进而影响骨骼肌蛋白的合成。

综上所述，认为可能由于老年人的内脏需要更多的氨基酸，也有可能老年人摄取的氨基酸较少地被用于骨骼肌蛋白合成，造成了骨骼肌肌纤维数量的减少，从物质代谢角度讲，这是老年人肌肉力量减退的原因，然而目前对老年人脑神经元的变化对肌肉力量影响的研究较为少见，这一方面仍有待进一步的探索。

3 运动对老年人肌肉力量减退的干预效果

大量研究已证实，肌肉力量下降与肌肉量流失会随年龄的增长而愈发严重，并严重影响老年人身体健康与生活质量。与此同时，探究如何有效干预肌肉力量减退和维持肌肉量成为了研究热点。目前，常用于预防肌肉力量减退的运动干预有抗阻力量训练、核心力量训练、平衡练习等针对性较强的锻炼方式，而在日常生活中，老年人常进行的太极拳、五禽戏等传统体育运动也具有一定的预防肌肉力量减退的效果。本文就此探讨力量训练与中国传统健身运动对老年人肌肉力量的干预效果。

3.1 力量训练对老年人肌肉力量的影响

老年人可通过一些针对性较强的力量训练来达到保持肌肉量、预防肌肉力量减退的目的，即抗阻力量训练，包括针对对应肌群、关节不同动作的训练，以及各种徒手对抗自身重力的练习。高强度的抗阻训练可使老年人肌肉力量得到最大增强，并最大程度减少肌肉萎缩[22]。

多年前，国外有学者针对有氧运动和抗阻力量训练对肌肉力量的干预效果进行了比较，结果显示，唯有后者能显著提高肌肉质量，而有氧训练仅能增强肌肉耐力水平，有利于人体心血管健康，对肌肉质量与力量水平的改善效果并不显著[23]。不过，有动物实验表明，耐力运动和抗阻运动相结合的运动也能够增强肌肉蛋白质合成，使肌原纤维数量增加，肌肉横截面积增大，对增龄过程中出现的肌肉量流失具有较为全面的干预作用[24]。

鉴于老年人体质及各器官衰老程度的差异，老年人进行高强度抗阻训练存在一定风险，运动时须对运动负荷加以限制。Burd等[25]的研究证明，低强度大运动量的抗阻运动对蛋白质合成的促进效果优于高强度小运动量的抗阻运动。这说明，在保证运动量的前提下，低强度抗阻训练也可对肌肉力量下降、肌肉量流失进行有效干预。值得注意的是，有学者[26]结合了抗阻力量训练和补充富含亮氨酸蛋白质对老年人进行干预，结果显示，老年人肌肉蛋白合成代谢水平虽得到一定增强、肌肉功能得到改善，但同时也显示，无论是抗阻力量训练组还是蛋白质补充组，老年人肌肉蛋白合成代谢的改善效果均不及年轻人。然而也有研究[27]发现，老年人在抗阻训练后的蛋白合成水平并非不及年轻人，而是比年轻人迟钝3-6小时，运动后6小时之内，老年人肌肉的合成代谢信号可缓慢提高至与年轻人相当的水平。

20世纪90年代，针对身体核心肌群稳定性及平衡能力的核心力量训练被引入我国。这种训练的主要目的是稳定身体的核心部位、掌控重心的移动变化、协调上下肢的力量传递。有学者[28]对老年人分别进行核心力量训练与健身路径（循环训练）的干预，结果发现，两组老年人的下肢肌肉力量水平均呈现显著性变化，虽然核心力量组老年人体成分各指标未见显著变化，但步态和动态平衡等指标的改善效果较好。这说明，对于预防由老年人肌肉力量减退而导致的跌倒问题，应优先考虑使四肢发力更加充分，使整体运动链更协调，即进行核心力量与核心稳定性的训练。此外，腰部核心肌肉力量训练对中老年人腰间盘突出具有显著治疗效果，并能极大降低复发率。所以，身体核心区域的力量训练对于老年人预防跌倒和提高自身整体运动能力十分重要。

3.2 传统健身运动对老年人肌肉力量的影响

太极拳运动被称为“骨骼肌持续动态慢张力收缩”，可理解为骨骼肌缓慢地进行向心与离心收缩时，不断变换肌肉张力和收缩角度的运动。目前有关太极拳、五禽戏等民族传统运动项目对改善老年人肌肉力量的研究较多，其原因可能是老年人容易接受这类运动，且场地条件限制较少。

相关研究显示，老年人太极拳运动时的心率控制在100-110次/分，自觉运动强度RPE在11-12级，运动强度相当于40%-50%最大摄氧量，坚持每天锻炼1小时，其结果：太极拳组老年人的膝关节屈、伸肌群的肌肉耐力水平显著高于对照组老年人；其前后对比还显示，除爆发力指标外，各项肌肉力量指标均呈现显著性差异；而对照组老年人的大部分测试结果前后对比显示呈下降趋势。这说明老年人肌肉功能的衰退非常迅速，太极拳运动可有效发展或保持膝关节屈、伸肌群的力量耐力。此外，在减缓下肢肌肉力量减退的同时，太极拳运动也可改善老年人的平衡能力，提高其跨越障碍物的能力，即老年人的步态稳定性得到提高，在一定程度上，可预防老年人在步行过程跌倒。

五禽戏是一套气功功法，练习过程中包含前俯、后仰、侧屈、拧转等不同方位的运动动作，这些动作牵拉上、下肢各关节的韧带和肌肉，这对平时可能较少运动的关节及其周边肌群尤为有益。肌电测试表明，猿提动作可提高腓肠肌、臀大肌和臀中肌的最大力量，有助于下肢各关节的稳定性；鸟戏动作对膝关节周边肌肉群力量有较高要求，长期练习可增加股四头肌的肌肉力量，有助于改善人体下肢平衡。中老年人经过长期练习五禽戏后，核心力量的也可得到提升，提升最显著的是屈伸力量，其次是旋转力量，且五禽戏对男性核心力量的影响似乎优于女性。

由此看出，太极拳、五禽戏这类传统健身运动主要是对老年人的下肢力量耐力、平衡能力与身体核心力量有促进作用，老年人步态的稳定性与跨越障碍的能力也借此恢复和提高。但应注意，这类运动对身体上肢的锻炼较少，对老年人上肢力量的干预效果可能较差。

3.3 运动影响肌肉蛋白代谢的机理

任何干预都应考虑老年人群蛋白质代谢的特征，即老年人面临的机体负氮平衡和蛋白质合成抵抗的问题。给予蛋白质补充或经过运动干预后，老年人肌细胞对干预刺激的反应明显低于年轻人，推测其可能有两方面的原因：一方面，老年人肌细胞新陈代谢的速度随身体活动的减少而减慢，影响蛋白质合成代谢；另一方面，老年人因各种原因出现的炎症反应会影响肌肉蛋白合成代谢。

由上述可知，运动时的肌肉活动导致肌肉蛋白被破坏，超量恢复机制随即开始运行，即超量恢复期内肌肉蛋白合成量增加，经长期、反复的刺激后，肌肉蛋白量得以增长或维持在相对稳定的水平。不过，应当注意，除了肌肉蛋白超量恢复机制外，运动引起的机体内其他因素的变化也会促进肌肉蛋白量的保持。比如坚持运动锻炼的同时，体液的调节作用得到加强，新陈代谢水平得到保持，激素分泌功能得到改善，适量的有氧运动还可提高机体抗炎症、抗氧化能力等，这些间接影响因素同样能促进肌肉蛋白量的维持。

4 小结

肌肉力量减退对老年人活动能力、骨质强度和机体代谢能力均有负面影响；老年人摄取的氨基酸参与骨骼肌蛋白合成的比例减少；抗阻力量训练可有效预防肌肉力量下降与肌肉量流失，在保证足够运动量的前提下，老年人适合低强度抗阻训练；老年人力量训练应优先考虑身体核心区域力量的恢复与提升；太极拳、五禽戏可改善老年人下肢肌肉力量、稳定性以及身体平衡能力，但不能显著改善肌肉爆发力，且对上肢肌肉力量的改善效果可能较差。

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Research Progress on the Impact of Sports on the Elderly’s Muscle Strength

SHEN Li-bin, etal.
(Nanjing sports institute, Nanjing 210014, Jiangsu, China)

A lot of research have explored on the muscle strength loss of aging body as well as the related aging diseases, which has some knowledge on the mechanism of the elderly’s muscle strength decrease, and argued that the exercise is the effective ways to prevent and improve the loss and decrease of the muscle strength. This article sorts the relevant research on the muscle strength decrease of the elderly, sums up the influence of strength training and the ethnic traditional sports on the elderly’s muscle strength, to provide reference for the physical exercise of the elderly.

muscle strength; the elderly; sports

沈李彬(1990-)，江苏无锡人，研究生，研究方向：运动营养与机能评定。

张蕴琨（1952-），江苏南京人，本科，教授，硕士生导师，研究方向：运动营养。